Свойства растворов. Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворённого вещества (закон Рауля

Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворённого вещества (закон Рауля, 1887 г.):

N₂ = (ρ_о -ρ) /ρ_о,

где N2 - мольная доля растворённого вещества; ρ₀ - давление насыщенного пара растворителя над чистым растворителем, ρ - давление насыщенного пара растворителя над раствором.

Растворы, подчиняющиеся закону Рауля, называют идеальными.

Осмотическое давление разбавленного раствора равно тому давлению, которое производило бы растворённое вещество, если бы оно в виде газа при той же температуре занимало тот же объём, что и раствор (закон Вант-Гоффа).

Диффузия - самопроизвольный перенос вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией.

Односторонняя диффузия растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку называется осмосом. Объём раствора в результате осмоса увеличивается, при этом возникает давление на стенки сосуда, в котором находится раствор. Это давление называется осмотическим.

Величина осмотического давления зависит от концентрации раствора и от его температуры, но не зависит ни от природы растворённого вещества, ни от природы растворителя.

Растворы, имеющие одинаковое осмотическое давление, называются изотоническими.

Изотонический коэффициент i (коэффициент Вант-Гоффа) -поправочный коэффициент, отражающий увеличение числа частиц в растворах электролитов по сравнению с растворами неэлектролитов той же концентрации.

Криоскопия - физико-химический метод исследования жидких растворов нелетучих веществ, основанный на измерении понижения температуры замерзания раствора по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя.

Криоскопическая постоянная (константа) растворителя -величина понижения температуры замерзания раствора, в котором содержится 1 моль растворённого вещества в 1 кг растворителя.

Температурой кристаллизации (замерзания) раствора считают температуру, при которой начинается образование кристаллов.

Эбуллиоскопия - метод изучения жидких растворов нелетучих веществ, основанный на измерении повышения температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого растворителя.

Эбуллиоскопическая постоянная (константа) растворителя — величина повышения температуры кипения раствора, в котором содержится 1 моль растворённого вещества в 1 кг растворителя.

Понижение температуры замерзания Δt_зам и повышение температуры кипения Δt_кип раствора электролита находят по формулам:

Δt_зам = i·K·C_т;

Δt_кип = i·E·C_т,

где i - изотонический коэффициент; С_т - моляльная концентрация электролита; К и Е - соответственно криоскопическая и эбуллиоскопическая постоянные растворителя.

Для вычисления осмотического давления (Р_осм, кПа) раствора электролита используют формулу

Р_осм = i·C_М ·R·Т,

где i - изотонический коэффициент; С_М - молярная концентрация электролита, моль/л; R - универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/(мольхК); Т— абсолютная температура, К.

Изотонический коэффициент связан со степенью диссоциации электролита соотношением

α = (i-l) / (k-1)

где k — число ионов, на которые распадается при диссоциации молекула электролита (для КС1 k=2, для ВаС 1 ₂ и Na₂SO₄ k = 3 и т. д.).

171. Определите осмотическое давление водного раствора, содержащего 25 г
глюкозы С₆Н₁₂О₆ в 6 л раствора. Температура 25°С.

172. Определите, сколько карбамида CO(NH₂)₂ растворено в 100 см³ воды, если
осмотическое давление раствора при 25°С равно 1,28 х 10⁵ Па?

173. Осмотическое давление раствора, в 250 мл которого содержится 3 г сахара,
при 12°С равно 83,14 кПа. Определите относительную молекулярную массу
сахара.

174. В 100 г воды растворено 68,4 г сахарозы C₁₂H₂2On. Определите давление
пара растворителя над раствором при 20°С, если давление пара воды при этой
температуре равно р°_А = - 2,32 кПа.

175. Водный раствор замерзает при 271,5 К. Определите температуру кипения
этого раствора, если криоскопическая и эбуллиоскопическая постоянные для
воды равны 1,86 и 0,513, соответственно.

176. В 100 г бензола растворено 0,853 г нафталина. Температура замерзания
бензола 5,42°С, раствора нафталина в бензоле 5,08°С. Криоскопическая постоянная бензола 5,10. Определите мольную массу нафталина.

177. Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁,
зная, что температура кристаллизации раствора -0,93°С. Криоскопическая константа воды 1,86.

178. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины CO(NH₂)₂,
содержащего 5 г мочевины в 150 г воды. Криоскопическая константа воды 1,86.

179. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры C_]0H_]6O в 100 г бензола, кипит при
80,714°С. Температура кипения бензола 80,2°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола.

180. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глицерина С₃Н₈О₃, зная, что этот раствор кипит при 100,39°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52.

181. Вычислите мольную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий
2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при -0,279°С. Криоскопическая константа воды 1,86.

182. Определите, сколько глицерина С₃Н₈О₃ надо прибавить к 0,5 л воды, чтобы
температура замерзания полученного раствора составила -6°С?

183. При растворении 2,76 г глицерина в 200 г воды температура замерзания
понизилась на 0,279 градусов. Определить молекулярную массу глицерина.

184. При 25°С давление насыщенного пара воды составляет 3,166 кПа (23,75 мм рт. ст.). Найти при той же температуре давление насыщенного пара над 5%-ным водным раствором карбамида (мочевины) CO(NH₂)₂.

185. Раствор, содержащий 8 г некоторого вещества в 100 г диэтилового эфира,
кипит при 36,86°С, тогда как чистый эфир кипит при 35,60°С. Определите
молекулярную массу растворённого вещества.

186. Вычислите температуры кристаллизации и кипения 2%-ного водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆.

187. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в
бензоле. Температура кипения бензола 80,2°С. Эбуллиоскопическая константа
его 2,57.

188. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4,25 г антрацена C₁₄H₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718°С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65°С.

189. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого
неэлектролита в 500 г воды, равна -0,558°С. Вычислите мольную массу растворённого вещества. Криоскопическая константа воды 1,86.

190. Сколько граммов мочевины CO(NH₂)2 следует растворить в 250 г воды,
чтобы температура кипения повысилась на 0,26°С? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52.

191. Вычислите температуру кипения 15%-ного водного раствора пропилового
спирта С₃Н₇ОН. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52.

192. Вычислите температуру кристаллизации 25%-ного раствора этилового
спирта С₂Н₅ОН. Криоскопическая константа воды 1,86.

193. Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды,
кристаллизуется при -0,465 °С. Вычислите мольную массу растворённого вещества. Криоскопическая константа воды 1,86.

194. Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола СН₃ОН,
температура кристаллизации которого -2,79°С. Криоскопическая константа воды 1,86.

195. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529°С. Температура кипения сероуглерода 46,3°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

196. Раствор, содержащий 0,85 хлорида цинка в 125 г воды, кристаллизуется
при -0,23°С. Определить кажущуюся степень диссоциации хлорида цинка.

197. Раствор, содержащий 0,53 г карбоната натрия в 200 г воды, кристаллизуется при -0.13°С. Вычислить кажущуюся степень диссоциации этой соли.

198. Определить изотонический коэффициент раствора, содержащего 2,1 г КОН
в 250 г воды и замерзающего при -0,519°С.

199. Кажущаяся степень диссоциации хлорида калия в растворе с концентрацией 0,1 моль/л равна 0,80. Чему равно осмотическое давление этого раствора при 17°С?

200. При 0°С осмотическое давление 0,1 н. раствора карбоната калия равно
272,6 кПа. Определить кажущуюся степень диссоциации К₂СО₃ в растворе.

201. Найти изотонический коэффициент для 0,2 М раствора электролита, если
известно, что в 1 л этого раствора содержится 2,18 х 10²³ частиц (молекул и
ионов) растворенного вещества.

202. Вычислите при 100°С давление насыщенного пара воды над раствором,
содержащим 5 г гидроксида натрия в 180 г воды. Кажущаяся степень диссоциации NaOH равна 0,8.